(57)【要約】【課題】蛍光観察時には励起光成分がカットされた映像信号に基づいた画像を得ることができるともに、通常観察時においては励起光成分を含む映像信号に基づいた画像を得ることができる蛍光観察内視鏡システムを、提供する。【解決手段】ライトガイド３８からは、通常観察時には白色光が、蛍光観察時には励起光が、射出される。第１レンズ群１８を透過した被写体光は、回転反射鏡３９によって直角に反射され、この回転反射鏡３９の向きに応じて、通常観察用第２レンズ群２０ａ及び蛍光観察用第２レンズ群２０ｂの何れか一方へ入射する。通常観察時には、被写体光が通常観察用第２レンズ群２０ａに入射され、通常観察用撮像素子２１ａ上に被検体の像を結ぶ。蛍光観察時には、被写体光が蛍光観察用第２レンズ群２０ｂに入射され、励起光カットフィルター２２ｂによって励起光成分が除去された上で、蛍光観察用撮像素子２１ｂ上に被検体の像を結ぶ。【選択図】図１
2005095467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の体腔内に挿入される体腔内挿入部を有する内視鏡であって、
前記体腔内挿入部の外部に存在する被写体からの被写体光を前記体腔内挿入部内に導入するレンズと、
前記レンズの光軸上において、当該レンズを透過して前記体腔内挿入部内に導入された被写体光を、予め設定された複数方向から任意に選択された一方向へ導く光路切替素子と、
前記光路切替素子によって被写体光が導かれ得る各方向に夫々配置された複数の撮像素子と、
前記光路切替素子と何れか一つの撮像素子との間の光路上に配置され、生体組織を励起して自家蛍光を発生させる波長帯域の励起光成分を遮断し前記自家蛍光を透過する励起光カットフィルタと、
前記レンズを含んで構成され、前記光路切替素子によって前記被写体光が導かれる方向に存在する撮像素子の撮像面上に、前記被写体光による被写体の像を形成する対物光学系と、
前記被写体光を導く方向を前記複数方向から任意に選択するために、前記光路切替素子を動かす駆動装置と
を備えたことを特徴とする内視鏡。
【請求項２】
前記光路切替素子は、前記光路切替素子によって動かされる前後の何れかの状態で前記被写体光を反射する反射鏡である
ことを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
【請求項３】
前記光路切替素子は、前記レンズの光軸と同軸な回転軸を中心として回転する枠に固定された反射鏡であり、
前記駆動装置は、前記枠を回転させる機構を有する
ことを特徴とする請求項２記載の内視鏡。
【請求項４】
前記光路切替素子と各撮像素子との間の光路上には、夫々、前記レンズとともに前記対物光学系を構成する光学系が配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
【請求項５】
前記被写体に白色照明光及び励起光を選択的に照射する照明光学系を更に備えた
ことを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
【請求項６】
被験者の体腔内に挿入される体腔内挿入部を有する内視鏡とこの内視鏡に対して光を供給する光源装置からなる蛍光観察内視鏡システムであって、
前記光源装置は、
蛍光観察時には生体組織を励起して自家蛍光を発生させる波長帯域の励起光を、通常観察時には白色光を、夫々、前記内視鏡に導入する光源光学系を備え、
前記内視鏡は、
前記光源装置の光源光学系によって導入された白色光又は励起光を前記体腔内挿入部の先端まで導光して、前記体腔内挿入部の外部に存在する被写体に向けて射出する照明光学系と、
前記被写体からの被写体光を前記体腔内挿入部内に導入するレンズと、
前記レンズの光軸上において、当該レンズを透過して前記体腔内挿入部に導入された被写体光を、予め設定された複数方向から任意に選択された一方向へ導く光路切替素子と、
前記光路切替素子によって被写体光が導かれ得る各方向に夫々配置された複数の撮像素子と、
前記光路切替素子と何れか一つの撮像素子との間の光路上に配置され、励起光成分を遮断し前記自家蛍光を透過する励起光カットフィルタと、
前記レンズを含んで構成され、前記光路切替素子によって前記被写体光が導かれる方向に存在する撮像素子の撮像面上に、前記被写体光による被写体の像を形成する対物光学系と、
前記被写体光を導く方向を前記複数方向から任意に選択するために、前記光路切替素子を動かす駆動装置と
を備えたことを特徴とする蛍光観察内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体から発せられる自家蛍光に基づいて被検者の体腔内を撮像して、病変部位を示す映像信号を出力する蛍光観察内視鏡システム，及び、このような蛍光観察内視鏡システムを構成する内視鏡に、関する。
【背景技術】
【０００２】
生体組織に対して特定波長の励起光を照射すると、生体組織から蛍光が発せられることが知られている(この蛍光は「自家蛍光」と言われる)。さらに、自家蛍光の強度（特に、緑光領域の強度）は生体の病変組織(腫瘍,癌)から発生するものの方が正常組織から発生するものよりも低いので、画像として表されると、病変組織を内包した病変部位が正常組織のみからなる正常部位よりも暗く表示されることも、知られている。
【０００３】
このような知識をベースに、内視鏡を通じて生体の自家蛍光を撮像し、生体が正常であるか異常であるかの診断に供される蛍光観察画像を表示する自家蛍光観察装置が、提案されている。例えば、図６に示された従来の蛍光観察内視鏡システムは、従来の内視鏡（電子内視鏡）及び光源プロセッサ装置（電子内視鏡から出力された映像信号を処理してビデオ信号として出力するプロセッサを備えた光源装置）を流用して、蛍光観察を可能としたものである。
【０００４】
図６において、この蛍光内視鏡システム１は、一般的ハードウェア構成を有する電子内視鏡１１１，光源プロセッサ装置１１２及びモニター１１５，電子内視鏡１１１の鉗子チャンネル１１１ａに挿通されるファイバプローブ１１０，このファイバプローブ１１０の基端面に紫外帯域の励起光及び可視帯域の参照光を交互に導入するとともにこれら光の導入に同期して光源プロセッサ装置１１２から得られた映像信号に対して画像処理を施すことによって病変部位を示す蛍光観察映像信号を出力する光源装置１１３，光源プロセッサ装置１１２から出力された映像信号（通常の可視観察像を表すカラー映像信号である通常観察映像信号）及び光源装置１１３から出力された映像信号（蛍光観察映像信号）の何れか一方を選択してモニター１１５に伝送する映像セレクター１１４，並びに、光源プロセッサ装置１１２，光源装置１１３及び映像セレクター１１４に接続され、操作者によって操作されることによって蛍光内視鏡システムの動作モードを「通常観察モード」又は「蛍光観察モード」に切り換える画像切換信号入力部１１６とから、構成される。
【０００５】
電子内視鏡１１１は、被検者の体腔内に挿入されるために可撓管から構成される体腔内挿入部１１１ｂ，この体腔内挿入部１１１ｂの基端に取り付けられた操作部１１１ｃ，及び、この操作部１１１ｃの側面から延出したライトガイド可撓管１１１ｄから、構成されている。そして、体腔内挿入部１１１ｂの先端面には、対物レンズ１１７及び配光レンズ１１８が嵌め込まれているとともに、鉗子チャンネル１１１ａの先端が開口している。体腔内挿入部１１１ｂにおける対物レンズ１１７の内側には、対物レンズ１１７側から順に、励起光カットフィルタ１１９及び撮像素子（モノクロＣＣＤ）１２０が組み込まれている。なお、この励起光カットフィルタ１１９は、励起光を体腔内に照射した際、体腔壁の表面で反射された励起光により形成される体腔内の像が蛍光像にカブることを防止するために設けられるものである。
【０００６】
同様に、配光レンズ１１８の内側には、ライトガイド（ファイババンドル）１２１の先端が配置されている。そして、撮像素子１２０が出力した映像信号を伝達するための信号線１２２，及び、ライトガイド１２１は、ともに、体腔内挿入部１１１ｂから操作部１１１ｃを経て、ライトガイド可撓管１１１ｄの基端まで達している。また、操作部１１１ｃの他の側面には、上述した鉗子チャンネル１１１ａの基端側開口である鉗子口１１１ｅが設けられている。
【０００７】
光源プロセッサ装置１１２のハウジング側面には、電子内視鏡１１１のライトガイド可撓管１１１ｄの基端が着脱自在に装着されるソケット（図示略）が設けられている。
【０００８】
そして、光源プロセッサ装置１１２の内部には、当該ソケットに装着されたライトガイド可撓管１１１ｄ内のライトガイド１２１の中心軸の延長線に沿って順番に、ＲＧＢ回転ホイール１２３，集光レンズ１２４，赤外カットフィルター１２５及び光源１２６が、配置されている。光源１２６は、電源回路１２７から駆動電力の供給を受けて白色の照明光を発するランプ及びこの照明光を平行光として反射する回転楕円面状のリフレクタから、構成されている。赤外カットフィルター１２５は、光源１２６から発した照明光から赤外帯域成分を除去するための光学フィルターである。集光レンズ１２４は、平行光として進行する照明光を、ライトガイド１２１の基端面に収束させるためのレンズである。ＲＧＢ回転ホイール１２３は、夫々１２０度の中心角を有する扇形の赤，緑，青各色のフィルターが同一円周上に嵌め込まれた円板であり、ドライバー回路１２８から電流が供給されるモータにより、各フィルターが照明光の光路中に順次挿入されるように、回転駆動される。
【０００９】
さらに、光源プロセッサ装置１１２の内部には、上記ソケットにライトガイド可撓管１１１ｄが装着された時に信号線１２２を経て撮像素子１２０に導通する初段信号回路１２９と、この初段信号回路１２９に接続された映像信号処理回路１３０と、電源回路１２７，初段信号処理回路１２９及び映像信号処理回路１３０に夫々接続されたシステムコントロール部１３１とが、内蔵されている。初段信号処理回路１２９は、撮像素子１２０から入力された映像信号にＡ／Ｄ変換，γ補正等の処理を施す回路である。映像信号処理回路１３０は、赤色光，緑色光及び青色光が夫々ライトガイド１２１に入射されている期間に夫々初段信号処理回路１２９から入力された３フィールドの映像信号に基づいてＲＧＢカラー信号からなる映像信号（通常観察映像信号）を合成し、さらに、モニター１１５の要求する形式に変換して出力する回路である。システムコントロール部１３１は、各回路１２７〜１３０に対してタイミング信号を送ることによって互いに同期を取って動作させる回路である。なお、システムコントロール部１３１には、光源装置１１３から「蛍光観察モード」が指示されている場合に、電源回路１２７に対して光源１２６への電源供給を停止させ、映像信号処理回路１３０に対して処理前の映像信号をそのまま光源装置１１３へ転送させ、「通常観察モード」が指示されている場合に、電源回路１２７に対して光源１２６へ電源を供給させるファームウェアが、事前に追加インストールされている。
【００１０】
ファイバープローブ１１０は、多数の石英ガラスファイバー（又はプラスチックファイバー）を束ねてシリコンチューブを被覆した構造を有するとともに、鉗子チャンネル１１１ａの長さよりも十分に長い全長を有している。このファイバープローブ１１０の基端は、光源装置１１３内に挿入されて固定されている。
【００１１】
光源装置１１３内には、上述したようにして固定されたファイバープローブ１１０の中心軸の延長線に沿って順番に、シャッタ１３３及び集光レンズ１３４が配置されている。この集光レンズ１３４の光軸上には、さらに、当該光軸に対して４５度傾いて配置された参照光反射ミラー１３５，第１回転シャッター１３６，参照光反射ミラー１３５と平行な第１全反射ミラー１３７が、順番に配置されている。この第１全反射ミラー１３７によって折り曲げられた光軸上には、励起光透過フィルタ１４１，励起光反射ミラー１４２が、順番に配置されている。一方、参照光反射ミラー１３５によって９０度折り曲げて分岐された光軸上には、第２回転シャッター１３８，参照光反射ミラー１３５と平行な第２全反射ミラー１３９が、順番に配置されている。この第２反射ミラー１３９によって折り曲げられた光軸上には、参照光透過フィルター１４０，上記励起光反射ミラー１４２，コリメータレンズ１４３，ランプ１４４，リフレクタ１４５が、順番に配置されている。ランプ１４４は、電源回路１５０によって電源が供給されると白色光を発する。リフレクタ１４５は、ランプ１４４から後方へ発した光束を反射する半球状ミラーである。コリメータレンズ１４３は、ランプ１４４から前方へ発した光束及びリフレクタ１４５によって反射された光束を平行光束に変換するレンズである。励起光反射ミラー１４２は、コリメータレンズ１４３から射出された平行光束（即ち、白色照明光）中の可視光成分を透過するとともに紫外光成分を反射するダイクロイックミラーである。励起光透過フィルタ１４１は、励起光反射ミラー１４２によって反射された光から自家蛍光を生じさせるに適切な励起光の波長域成分（青帯域）のみを透過するフィルターである。第１回転シャッター１３６は、励起光を１／２周期づつ断続的に通過させるロータリーシャッターである。一方、参照光透過フィルタ１４０は、励起光反射ミラー１４２を透過した白色照明光から赤色光成分（参照光）のみを透過するフィルターである。第２回転シャッター１３８は、参照光を１／２周期づつ断続的に通過させるロータリーシャッターである。参照光反射ミラー１３５は、励起光を透過するとともに参照光を反射するダイクロイックミラーである。集光レンズ１３４は、平行光として入射した励起光及び参照光を夫々ファイバプローブ１１０の基端面に集光するレンズである。シャッタ１３３は、ソレノイド１４６によって集光レンズ１３４とファイバプローブ１１０との間の光路に挿脱されることにより、励起光及び参照光のファイバプローブ１１０への入射を選択的に遮断する。上述した第１回転シャッター１３６及び第２回転シャッター１３８は、相互に１８０度ずれた位相差にて同期回転するように、ドライバー回路１４７によって駆動される。
【００１２】
電源回路１５０，ソレノイド１４６及びドライバー回路１４７は、夫々、システムコントロール部１４８に接続されている。このシステムコントロール部１４８は、更に、画像処理回路１４９，上記画像切換信号入力部１１６及び光源プロセッサ装置１１２のシステムコントロール部１３１に、接続されている。システムコントロール部１４８は、画像切換信号入力部１１６による動作モード切替の指示を光源プロセッサ装置１１２のシステムコントロール部１３１に転送するとともに、「通常観察モード」が指示されている場合には、ソレノイド１４６に対してシャッタ１３３を光路に挿入させて励起光及び参照光を遮光させ、「蛍光観察モード」が指示されている場合には、ソレノイド１４６に対してシャッタを光路から退避させて励起光及び参照光をファイバプローブ１１０に入射させるとともに、光源プロセッサ装置１１２から受信した映像信号を画像処理部１４９に転送して画像処理を行わせる。画像処理部１４９は、ファイバプローブ１１０に参照光が入射されている間に受信した映像信号及び励起光が入射されている間に受信した映像信号の輝度値同士を各画素毎に比較し、両者の比率が所定値を越えている全画素を特定色で表す映像信号（蛍光観察映像信号）を生成し、モニター１１５が要求する形式に変換して出力する。
【００１３】
映像セレクター１１４は、光源プロセッサ装置１１２の映像信号処理回路１３０，光源装置１１３の画像処理部１４９及び画像切換信号入力部１１６に接続され、画像切換信号入力部１１６から「通常観察モード」が指示された時には、光源プロセッサ装置１１２の映像信号処理回路１３０から出力された通常観察映像信号を選択して、モニター１１５に伝送し、「蛍光観察モード」が指示された時には、光源装置１１３の画像処理部１４９から出力された蛍光観察映像信号を選択して、モニター１１５に伝送する。
【００１４】
モニター１１５は、伝送された通常観察映像信号に基づくカラー画像（通常観察画像）又は蛍光観察映像信号に基づくモノクロ画像（自家蛍光画像）を表示する。
【００１５】
なお、以上のような従来の蛍光観察内視鏡システムの他にも、例えば、下記特許文献１に示されるような蛍光観察システムも知られている。
【００１６】
また、システムの小型化を図るために、通常観察モードの際に、生体組織に対して白色光を直接照射（即ち、ＲＧＢ回転ホイール１２３を透過させずに照射）して、得られた反射光をカラーＣＣＤによって撮像する方法も開発されている。このようにカラーＣＣＤを撮像素子として用いた場合には、映像信号処理回路１３０は、（上述のような３フィールドの映像信号ではなく）カラーＣＣＤによって撮像されたカラー映像信号に基づいて、通常観察信号を生成する。
【００１７】
更に、最近では紫外光を励起光として生体に照射することに対する危険性を指摘する声もあり、励起光として青色帯域の光成分を使用した蛍光観察内視鏡システムも開発され始めている。
【特許文献１】特開２００２−５１９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上述したような従来の蛍光観察内視鏡システムにおいては、励起光カットフィルタ１１９が撮像素子１２０とともに光路上に組み込まれているため、撮像素子１２０の撮像面上に結ばれる像は、常に励起光成分がカットされたものとなってしまっていた。即ち、励起光成分をカットする必要のある蛍光観察時のみならず、通常観察時においても、特定波長の光成分（励起光成分）がカットされた映像信号が、撮像素子１２０から出力されていた。
【００１９】
従って、撮像素子としてカラーＣＣＤを用いる場合は、通常観察画像の画質が低下して色再現性が悪化してしまう恐れがあった。なお、励起光として紫外光を用いている場合には、紫外光成分がカットされても可視帯域の光はカットされないので、通常観察画像の色再現にはあまり大きな影響はない。しかしながら、励起光として可視光である青色光を用いている場合には、可視帯域の光がカットされてしまうため、通常観察画像の色再現性に非常に大きな影響を及ぼしてしまっていた。
【００２０】
本発明の課題は、蛍光観察時には励起光成分がカットされた映像信号に基づいた画像を得ることができるともに、通常観察時においては励起光成分を含む映像信号に基づいた画像を得ることができる内視鏡及び蛍光観察内視鏡システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上述した課題を解決するために案出された本発明による蛍光観察内視鏡システムを構成する光源装置は、蛍光観察時には生体組織を励起して自家蛍光を発生させる波長帯域の励起光を、通常観察時には白色光を、夫々、内視鏡に導入する光源光学系を、備えている。      
【００２２】
また、本発明による内視鏡，及び、本発明による蛍光観察内視鏡システムを構成する内視鏡は、前記被写体からの被写体光を前記体腔内挿入部内に導入するレンズと、前記レンズの光軸上において、当該レンズを透過して前記体腔内挿入部内に導入された被写体光を、予め設定された複数方向から任意に選択された一方向へ導く光路切替素子と、前記光路切替素子によって被写体光が導かれ得る各方向に夫々配置された複数の撮像素子と、前記光路切替素子と何れか一つの撮像素子との間の光路上に配置され、励起光成分を遮断し前記自家蛍光を透過する励起光カットフィルタと、前記レンズを含んで構成され、前記光路切替素子によって前記被写体光が導かれる方向に存在する撮像素子の撮像面上に、前記被写体光による被写体の像を形成する対物光学系と、前記被写体光を導く方向を前記複数方向から任意に選択するために、前記光路切替素子を動かす駆動装置とを、備えたことを特徴とする。
【００２３】
このように構成されると、蛍光観察時には、レンズを透過して体腔内挿入部内に導入された光（自家蛍光及び励起光の反射光）は、駆動装置によって動かされる光路切替素子によって、励起光カットフィルタを通じて第１の撮像素子へ至る光路へ導かれ、対物光学系によって当該第１の撮像素子の撮像面上に被写体の像を結ぶ。その結果、第１の撮像素子の撮像面上に収束する光からは励起光の反射光の成分が除去されるので、純粋に自家蛍光のみから形成される被写体の像が、第１の撮像素子によって撮像される。これに対して、通常観察時には、レンズを透過して体腔内挿入部内に導入された光（白色の照明光）は、駆動装置によって動かされた光路切替素子によって、励起光カットフィルタを通じることなく第２の撮像素子へ至る光路へ導かれ、対物光学系によって当該第２の撮像素子の撮像面上に被写体の像を結ぶ。その結果、第２の撮像素子の撮像面上に収束する光の分光特性は、被写体の表面での反射光の分光特性そのものとなるので、自然な色の被写体の像が撮像素子によって撮像される。
【００２４】
本発明において、光路切替素子は、反射鏡であってもプリズムであっても良い。前者の場合、被写体光を常時反射させるものであっても、被写体光を反射させる状態と被写体光をそのまま通過させる状態とを切り替えるものであっても良い。
【００２５】
また、対物光学系は、その全系が光路切替素子よりも前に配置されていても良いし、前記レンズを含んで光路切替素子よりも前に配置された第１レンズ群と、光路切替素子と各撮像素子との間に夫々配置された第２レンズ群とから構成されても良い。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の内視鏡及び蛍光観察内視鏡システムによれば、蛍光観察時には、励起光成分がカットされた映像信号に基づいた画像を得ることができるともに、通常観察時においては、励起光成分を含む映像信号に基づいた画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明による蛍光観察内視鏡システムを実施するための形態を説明する。
【００２８】
〔電子内視鏡装置の構成〕
図１は、本実施形態による蛍光観察内視鏡システムの全体構成を示す模式図である。また、図２は、本実施形態による蛍光観察内視鏡システムの概略構成図である。図１及び図２において、蛍光観察内視鏡システム１０は、内視鏡の一種である電子内視鏡１１と、この電子内視鏡１１に接続された光源プロセッサ装置１２と、この光源プロセッサ装置１２に接続されたモニター１５及び画像切換信号入力部１６とから、構成されている。以下、これらの各装置の説明を、個別に行う。
【００２９】
この画像切替信号入力部１６は、術者によって操作され、この蛍光観察内視鏡システム１０の動作モードを通常観察モード又は蛍光観察モードに切り替えさせる切替信号を、光源プロセッサ装置１２（の後述するシステムコントロール部２８）に入力する。
【００３０】
電子内視鏡１１は、図２ではその内部構成を示すために模式化されているが、被検者の体腔内に挿入される体腔内挿入部１１ａ，この体腔内挿入部１１ａの基端に取り付けられた操作部１１ｂ，この操作部１１ｂの側面から延出したライトガイド可撓管１１ｃ，このライトガイド可撓管１１ｃの先端に取り付けられたコネクタ１１ｄから、構成される。
【００３１】
そして、体腔内挿入部１１ａの先端には、少なくとも二つの貫通孔がその先端面に穿たれた硬性部材からなる先端構成部が取り付けられており、その一方の貫通孔には負レンズからなる配光レンズ１７が、他方の貫通孔には複数のレンズからなる第１レンズ群１８が、夫々、嵌め込まれている。
【００３２】
また、この第１レンズ群１８の後側には、第１レンズ群１８を透過した光束の光路を側方へ９０度折り曲げる（光束を反射する）とともに、画像切換入力部１６によって選択されている観察モード（通常観察モード又は蛍光観察モード）に従って、その光路の方向を第１レンズ群１８の光軸に直交する面内において１８０度切り替える回転反射鏡１９（当該レンズを透過して前記体腔内挿入部内に導入された被写体光を、予め設定された複数方向から任意に選択された一方向へ導く光路切替素子）が、配置されている。さらに、この回転反射鏡１９によって切り替えられる２通りの光路上には、夫々、第１レンズ群１８とともに対物光学系を構成する第２レンズ群２０（通常観察用第２レンズ群２０ａ，蛍光観察用第２レンズ群２０ｂ），第１レンズ群１８及び個々の第２レンズ群２０（２０ａ又は２０ｂ）からなる対物光学系によって形成された被検物の像を撮像する撮像素子２１（通常観察用撮像素子２１ａ，蛍光観察用撮像素子２１ｂ）が、配置されている。なお、回転反射鏡１９と通常観察用撮像素子２１ａとの間には、レーザーカットフィルタ２２ａが設置されている。また、回転反射鏡１９と蛍光観察用撮像素子２１ｂとの間には、励起光カットフィルタ２２ｂが設置されている。
【００３３】
図３は、レーザーカットフィルタ２２ａ及び励起光カットフィルタ２２ｂの透過特性を示すグラフである。後述する鉗子チャンネル11e内に、プローブを引き通してレーザ治療など行う場合は、図３に示されるように、レーザーカットフィルタ２２ａは、約７８０ｎｍ以上の治療用レーザー照射により発生する反射光をカット（遮断）する。また、励起光カットフィルタ２２ｂは、青色帯域及び紫色帯域成分の光（可視光）を含む約４９０ｎｍ以下の成分（励起光成分）の光をカットする。即ち、通常観察用撮像素子２１ａ上には、レーザー照射による反射光成分がカットされた光が、蛍光観察用画像素子２１ｂ上には、励起光成分がカットされた光が、夫々、入射する。
【００３４】
また、通常観察用撮像素子２１ａ及び蛍光観察用撮像素子２１ｂは、ともに、各画素毎に赤・緑・青のモザイクフィルタが被せられたカラーＣＣＤである。
【００３５】
図４は、回転反射鏡１９を拡大して示す断面図である。また、図５は、回転反射鏡１９及びその周辺構成を示す光学構成図である。図４に示されるように、回転反射鏡１９は、円柱をその中心軸に対して４５度傾斜した斜面にて切断した形状を有し、その斜面が反射面１９ａとして形成されている。そして、この回転反射鏡１９は、回転反射鏡ホルダ３９によって保持されている。
【００３６】
この回転反射鏡ホルダ３９は、ワイヤ４２の先端が固定された内枠４０，及びこの内枠４０を回転可能に収納する外枠４１とからなる。
【００３７】
内枠４０は、円柱型の回転軸４０ａ，及び、この回転軸４０ａの先端に一体且つ同軸に形成され且つ外径が一回り大きい円筒状の収容部４０ｂから、構成されている。この内枠４０の収容部４０ｂの内径は、回転反射鏡１９の外径とほぼ同じとなっている。従って、収容部４０ｂ内に回転反射鏡１９を収容すると、内枠４０の中心軸が、回転反射鏡１９の反射面１９ａの中心を、４５度の角度で貫く。なお、収容部４０ｂの先端面と側面には、夫々、第１レンズ群１８から射出された光束，反射面１９ａによって反射された光束を夫々通過させるための窓４０ｃ，４０ｄが、開けられている。
【００３８】
また、外枠４１は、その内部に内枠４０を収容する円筒形状を有し、体腔内挿入部１１ａの先端構成部内に固定されている。外枠４１の内部空間の先端側は、内枠４０の収容部４０ｂを収容するために、収容部４０ｂの全長とほぼ同じ長さにわたって収容部４０ｂの外径よりも僅かに大径となっており、その内部空間の基端側は、内枠４０の回転軸４０ａを収容するために、回転軸４０ａの外径よりも僅かに大径（但し、収容部４０ｂの外径よりは小径）となっている。従って、内枠４０は、外枠４１内において、その軸方向への移動を規制された状態で、回転可能となっている。なお、外枠４１の先端面と側面２カ所には、夫々、第１レンズ群１８から射出された光束を通過させるための窓４１ａ，反射面１９ａによって反射された当該光束を通常観察用第２レンズ群２０ａ，蛍光観察用第２レンズ群２０ｂへ向けて夫々通過させるための二つの窓４１ｂ，４１ｃが、開けられている。側面に形成された各窓４１ｂ，４１ｃは、外枠４１の中心軸を挟んで対称な位置にあり、内枠４０が回転すると、その窓４０ｄと夫々重なる。
【００３９】
ワイヤ４２は、体腔内挿入部１１ａ内を引き通されて、その基端が、操作部１１ｂ内に設けられたソレノイド４３に接続されている。ソレノイド４３は、後述するドライバー回路２７から供給される駆動電流によって、ワイヤ４２を反転（１８０度づつ回転）させる。即ち、ソレノイド４３は、動作モードが通常観察モードに切り替わると、回転反射鏡１９の反射面１９ａが通常観察用第２レンズ群２０ａの方を向くように（即ち、第１レンズ群１８と通常観察用第２レンズ群２０ａとが同軸となるように）、また、動作モードが蛍光観察モードに切り替わると、回転反射鏡１９の反射面１９ａが蛍光観察用第２レンズ群２０ｂの方を向くように（即ち、第１レンズ群１８と蛍光観察用第２レンズ群２０ｂとが同軸となるように）、ワイヤ４２を反転させる。即ち、回転反射鏡ホルダ３９，ワイヤ４２及びソレノイド４３が、光路切替素子としての回転反射鏡１９を動かす駆動装置に、該当する。
【００４０】
なお、体腔内挿入部１１ａにおける先端構成部よりも基端側の部分は、可撓性を有する構造を有している。特に、この可撓性を有する部分のうち先端側の所定長さの範囲は、体腔内挿入部１１ａの中心軸に直交する軸を中心に互いに傾動自在に接続された多数のセグメント（図示略）が組み込まれた湾曲部として、構成されている。
【００４１】
操作部１１ｂには、この湾曲部の最前のセグメントにその先端が取着された複数（２又は４）本のワイヤーを選択的に引き込むことによって湾曲部を任意の方向に任意の角度湾曲させることができるノブ（図示略）が備えられている。また、この操作部１１ｂの側面には、体腔内挿入部１１ａ内を引き通されてその先端面に開口する鉗子チャンネル１１ｅに連通する鉗子口１１ｆが設けられている。
【００４２】
上述した体腔内挿入部１１ａの先端から操作部１１ｂ，ライトガイド可撓管１１ｃを経てコネクタ１１ｄに至る管路内には、後述するように光源プロセッサ装置１２によって入射された光をガイドするための照明光学系としてのライトガイドファイババンドル（以下、「ライトガイド」という）３８，並びに、通常観察用撮像素子２１ａ及び蛍光観察用撮像素子２１ｂから夫々出力された映像信号（各画素毎のＲＧＢ各色の輝度値を表すアナログ信号）を光源プロセッサ装置１２に伝達する映像信号線４４ａ，４４ｂが、引き通されている。なお、ライトガイド３８の射出端は、そこから射出された照明光が、配光レンズ１７を通じて、対物光学系（第１レンズ群１８及び通常観察用第２レンズ群２０ａ又は蛍光観察用第２レンズ群２０ｂ）及び各撮像素子２１（通常観察用撮像素子２１ａ又は蛍光観察用撮像素子２１ｂ）による画角よりも若干大きい配光角にて発散される位置に、固定されている。
【００４３】
コネクタ１１ｄの先端面には、ライトガイド３８の入射端が垂直に突出して固定されているとともに、映像信号線４４ａ，４４ｂや図示せぬ各種信号線に夫々導通している多数の電極からなる電気コネクタ（図示略）が設けられている。
【００４４】
光源プロセッサ装置１２のハウジングの側面には、電子内視鏡１１のコネクタ１１ｄの先端が嵌め込まれるコネクタ受け１２ａが、形成されている。このコネクタ受け１２ａ内には、コネクタ１１ｄがこのコネクタ受け１２ａに装着された時に、図示せぬ電気コネクタ中の各種電極に夫々接触する多数の電極からなるソケット，及び、ライトガイド３８の基端が挿入される保持穴が、設けられている。
【００４５】
この光源プロセッサ装置１２内には、前段信号処理回路２３と、この前段映像信号処理回路２３に接続されたメモリ２４と、このメモリ２４に接続された演算処理回路２５と、この演算処理回路２５に接続された後段映像信号処理回路２６と、これらメモリ２４，演算処理回路２５及び後段信号処理回路２６に夫々接続されたシステムコントロール部２８，前段信号処理回路２３及びシステムコントロール部２８に接続されたドライバー回路２７，このドライバー回路２７に更に接続された第１モータ３５，第２モータ３７及び絞り３２と、システムコントロール部２８に更に接続されたランプ電源２９とが、主要電気部品として内蔵されている。なお、電子内視鏡１１のコネクタ１１ｄが光源プロセッサ装置１２のコネクタ受け１２ａに装着された状態においては、通常観察用撮像素子２１ａ及び蛍光観察用撮像素子２１ｂは、映像信号線４４ａ，４４ｂを通じて前段信号処理回路２３に接続され、ソレノイド４３は、信号線を通じてドライバー回路２７に接続される。また、システムコントロール部２８には画像切換信号入力部１６が接続され、後段信号処理回路２６にはモニター１５が接続される。
【００４６】
さらに、光源プロセッサ装置１２内には、コネクタ受け１２ａに装着されたコネクタ１１ｄから突出したライトガイド３８の延長線に沿って、上述した第１モータ３５によって回転駆動される回転ホイール３４，集光レンズ３３，上述した絞り３２，赤外光カットフィルター３１及び上述したランプ電源２９によって駆動電力が供給されるランプ３０が、内蔵されている。なお、上述した第１モータ３５は、上述した第２モータ３７によって駆動されるテーブル３６によって、集光レンズ３３の光軸に直交する方向へ移動可能となっている。
【００４７】
システムコントロール部２８は、ランプ電源２９に対してランプ３０を点灯させる駆動電力を供給させ、画像切換信号入力部１６によって指示される動作モード（通常観察モード，蛍光観察モード）に従って各ブロック（メモリ２４，演算処理回路２５，後段信号処理回路２６，ドライバー回路２７）の動作を、制御する。
【００４８】
ランプ３０は、ランプ電源２９から供給された電力によって発光する電球と、この電球から発した照明光（白色光）を平行光として反射するリフレクタとから、構成されている。
【００４９】
赤外光カットフィルタ３１は、ランプ３０から平行光として射出された照明光から赤外帯域成分のみを遮断する光学フィルターである。
【００５０】
絞り３２は、ドライバー回路２７から供給される信号に従って、その開口面積（即ち、照明光の光路の断面積）を変化させる装置である。なお、ドライバー回路２７は、前段信号処理回路２３から通知される映像信号の輝度値に基づいて、撮像素子から出力される映像信号の輝度値（平均輝度値又はピーク輝度値）が一定となるように、絞り３２を駆動して照明光の光量（即ち、照明光の光路の断面積）を調整する。
【００５１】
集光レンズ３３は、絞り３２を通過した照明光をライトガイド３８の基端面に集光して入射させる。
【００５２】
第１モーター３５は、集光レンズ３３の光軸と平行な方向にその駆動軸を向けた状態で、移動テーブル３６上に固定されている。この移動テーブル３６は、第２モーター３７によって駆動され、蛍光観察モード時においては集光レンズ３３の光軸に接近した第１位置へ、通常観察モード時においてはこの光軸から離反した第２位置へと、第１モーター３５をこの光軸に直交する方向に移動させる。
【００５３】
この第１モーター３５の駆動軸に固定された回転ホイール３４は、この第１モーター３５が上記第１位置に存在するときに照明光の光路に侵入するとともに同モーター３５が上記第２位置に存在するときに同光路から退避できる外径を有する。そして、この回転ホイール３４には、第１モーター３５が上記第１位置にあるときに当該回転ホイール３４の回転に伴って上記照明光の光路が相対的に通過する軌跡に沿って、励起光透過フィルター，参照光透過フィルター，及び白色ガラス（白色光通過部）が、夫々、嵌め込まれている。なお、励起光透過フィルターは、紫色帯域〜青色帯域（３８０ｎｍ〜４９０ｎｍ）の光（即ち、励起光）のみを透過する特性を有しており、参照光フィルタは、赤色帯域の光（即ち、参照光）のみを透過する特性を有している。従って、蛍光観察モード時においては、ドライバー回路２７によって第１モーター３５が回転され、それによって、回転ホイール３４が一回転する周期の間に、励起光，参照光及び白色照明光が、順次ライトガイド３８に入射する。なお、ドライバー回路２７は、システムコントロール部２８から受信したタイミング信号通りに第１モーター３５を回転させているので、システムコントロール部２８は、現時点においてどのフィルター又は白色ガラスが照明光の光路に挿入されているか（即ち、どのような光がライトガイド３８に入射されているか）を、認識している。
【００５４】
前段信号処理回路２３は、画像信号線４４ａ，４４ｂを通じて通常観察用撮像素子２１ａ及び蛍光観察用撮像素子２１ｂから入力される各映像信号を受信して、その形式をアナログ信号からデジタル信号に変更するとともに、γ補正等の処理を施して出力する。なお、上述したように、前段信号処理回路２３は、撮像素子２０から入力された１フィールド分の映像信号から抽出した輝度値（平均輝度値又はピーク輝度値）を、ドライバー回路２７に通知する。
【００５５】
メモリ２４は、通常白色光画像領域，自家蛍光画像領域及び参照光画像領域を、含んでいる。この通常白色光画像領域は、個々の撮像素子２１（通常観察用撮像素子２１ａ，蛍光観察用撮像素子２１ｂ）上の全画素（赤，緑，青の各色のフィルターが夫々被せられた全受光面を構成する画素）分の映像信号が蓄積されるメモリ領域である。また、自家蛍光画像領域は、蛍光観察用撮像素子２１ｂ上の緑色に相当する全画素（受光面全域に分布する緑色のフィルターが被せられた全画素）分の映像信号が蓄積されるメモリ領域である。また、参照光画像領域は、蛍光観察用撮像素子２１ｂ上の赤色に相当する全画素（受光面全域に分布する赤色のフィルターが被せられた全画素）分の映像信号が蓄積されるメモリ領域である。メモリ２４は、システムコントロール部２８からの指示に従い、通常観察モードにおいては、通常観察用撮像素子２１ａからの映像信号（通常白色光映像信号）を通常白色光画像領域に格納する。また、メモリ２４は、システムコントロール部２８からの指示に従い、蛍光観察モードにおいては、ライトガイド３８に白色照明光が入射されている間に蛍光観察用撮像素子２１ｂから送られた映像信号（通常白色光映像信号）を通常白色光画像領域に格納し、ライトガイド３８に励起光が入射されている間に蛍光観察用撮像素子２１ｂから送られた映像信号（自家蛍光映像信号）を自家蛍光画像領域に格納し、ライトガイド３８に参照光が入射されている間に蛍光観察用撮像素子２１ｂから送られた映像信号（参照光映像信号）を参照光画像領域に格納する。
【００５６】
演算処理回路２５は、システムコントロール部２８からの指示に従い、通常観察モードにおいては、メモリ２４の通常白色光画像領域から通常白色光映像信号を読み出し、そのまま、後段信号処理回路２６へ入力する。また、演算処理回路２５は、システムコントロール部２８からの指示に従い、蛍光観察モード下においては、メモリ２４の通常白色光画像領域，自家蛍光画像領域及び参照光画像領域から、夫々、通常白色光映像信号，自家蛍光映像信号及び参照光映像信号を、読み出す。そして、演算処理回路２５は、各画素毎に自家蛍光映像信号の輝度値と参照光映像信号の輝度値とを比較し、前者に対する後者の比率が所定値を超える画素を、病変部位を示す画素として特定する。そして、自家蛍光映像信号における特定した画素の色を特定色（赤，緑及び青の各輝度値の所定の組合せ，例えば、青を示す組合せ）に変換することによって、映像信号（カラーの通常白色光画像上に特定色にて病変部位が重ねて示された自家蛍光画像を表示させるための蛍光観察映像信号）を合成して、後段信号処理回路２６へ送出する。
【００５７】
後段信号処理回路２６は、演算処理回路２５から順次入力された映像信号を、モニター１５が要求するビデオ信号形式に変換して、このモニター１５へ向けて出力する。
〔電子内視鏡装置の作用〕
以上のように構成された本実施形態の蛍光観察内視鏡システムによると、術者は、画像切換信号入力部１６を操作することによって、光源プロセッサ装置１２のシステムコントロール部２８に対して通常観察モード（第１モード）に切り替える旨の切換信号を入力させる。すると、システムコントロール部２８からの指示に応じて、ランプ電源２９がランプ３０に駆動電力を供給して照明光を射出させるとともに、ドライバー回路２７が第２モーター３７を駆動して、回転ホイール３４を照明光の光路から退避させる。すると、ライトガイド３８には、白色照明光が常時入射されるようになる。またこの時、ドライバー回路２７は、ソレノイド４３を駆動して、回転反射鏡１９の反射面１９ａが通常観察用第２レンズ群２０ａ側を向くように、回転反射鏡１９を回転させる。その結果、第１レンズ群１８の光軸は、回転反射鏡１９の反射面１９ａによって９０度折り曲げられて、通常観察用第２レンズ群２０ａの光軸と合致する。この状態のまま、術者は、電子内視鏡の体腔内挿入部１１ａを被検者の体腔内に挿入し、その先端面を被検体（体腔内壁）に対向させる。
【００５８】
すると、白色照明光の被検体表面での反射光は、第１レンズ群１８を透過して、回転反射鏡１９の反射鏡１９ａによって反射され、通常観察用第２レンズ群２０ａに入射する。この通常観察用第２レンズ群２０ａを透過した光束は、レーザ照射の使用の有無に応じ、レーザーカットフィルタ２２ａによって、レーザー照射による反射光成分をカットされ、通常観察用撮像素子２１ａ上に、被検体の像を結ぶ。この被検体の像は、通常観察用撮像素子２１ａによって撮像され、映像信号（通常白色光映像信号）に変換される。この通常白色光映像信号は、前段信号処理回路２３によって所定の処理を施され、メモリ２４の通常白色光画像領域に格納される。そして、この通常白色光映像信号は、通常白色光画像領域から読み出されて、演算処理回路２５を経て後段信号処理回路２６に入力され、ビデオ信号に変換された後に、モニター１５に入力される。その結果、モニター１５上には、電子内視鏡１１によって撮像された被検体の体腔内の通常観察画像が、カラー画像として表示される。
【００５９】
この通常観察画像を見た術者は、被検体に対して病変の疑いをもった時には、画像切換信号入力部１６を操作することによって、光源プロセッサ装置１２のシステムコントロール部２８に対して蛍光観察モード（第２モード）に切り替える旨の切換信号を入力させる。すると、システムコントロール部２８からの指示に応じて、ドライバー回路２７が第２モーター３７を駆動して、回転ホイール３４を照明光の光路内に挿入させるとともに、第１モーター３５を駆動して、回転ホイール３４を回転させる。すると、ライトガイド３８には、順次、励起光、参照光，白色照明光が入射される。さらにこの時、ドライバー回路２７は、ソレノイド１９４を駆動して、回転反射鏡１９の反射面１９ａが蛍光観察用第２レンズ群２０ｂ側を向くように、回転反射鏡１９を回転させる。その結果、第１レンズ群１８の光軸は、回転反射鏡１９の反射面１９ａによって９０度折り曲げられて、蛍光観察用第２レンズ群２０ｂの光軸と合致する。
【００６０】
ライトガイド３８及び配光レンズ１７を通じて励起光が照射された被検体の生体組織は、蛍光を発し、この蛍光は、被検体表面での励起光の反射光とともに、第１レンズ群１８に入射する。そして、蛍光及び被検体表面での励起光の反射光は回転反射鏡１９の反射面１９ａによって反射され、蛍光観察用第２レンズ群２０ｂに入射する。この蛍光観察用第２レンズ群２０ｂを透過した光束は、励起光カットフィルタ２２ｂによって励起光成分をカットされ、蛍光のみによる被検体の像を、蛍光観察用撮像素子２１ｂ上に結ぶ。この被検体の像は、蛍光観察用撮像素子２１ｂによって撮像され、映像信号（自家蛍光映像信号）に変換される。この自家蛍光映像信号は、前段信号処理回路２３によって所定の処理を施され、メモリ２４の自家蛍光画像領域に格納される。
【００６１】
続いて、参照光が被検体に照射されると、この参照光の反射光による被検体の像が、蛍光観察用撮像素子２１ｂ上に形成され、この蛍光観察用撮像素子２１ｂによって映像信号（参照光映像信号）に変換される。この参照光映像信号は、前段信号処理回路２３によって所定の処理を施され、メモリ２４の参照光画像領域に格納される。
【００６２】
続いて、白色照明光が被検体に照射されると、この白色照明光の反射光による被検体の像が、蛍光観察用撮像素子２１ｂ上に形成されて、この蛍光観察用撮像素子２１ｂによって映像信号（通常白色光映像信号）に変換される。この通常白色光映像信号は、前段信号処理回路２３によって所定の処理を施され、メモリ２４の通常白色光画像領域に格納される。
【００６３】
メモリ２４に格納された各映像信号は、上述したようにして演算処理回路２５によって読み出され、蛍光観察映像信号として合成される。そして、蛍光観察映像信号は、後段信号処理回路２６に入力され、ビデオ信号に変換された後に、モニター１５に入力される。      
【００６４】
その結果、モニター１５上には、電子内視鏡１１によって撮像された被検体の通常観察画像上に病変部位が特定色にて示された自家蛍光画像が、表示される。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態の蛍光観察内視鏡システムによると、第１レンズ群に入射した被写体光の光路上に、被写体光を反射させる方向を二通りに切替可能な回転反射鏡１９を配置し、被写体光が一方の方向へ反射されたときの光路上に通常観察用撮像素子２１ａを配置するとともに、被写体光が他方の方向へ反射されたときの光路上に励起光カットフィルタ２２ｂ及び蛍光観察用撮像素子２１ｂを順番に配置した。その結果、蛍光観察時において、蛍光観察用撮像素子２１ｂへ向かう被写体光から励起光成分を励起光カットフィルタ２２ｂによってカットできる構成でありながら、通常観察時においては、被写体光を励起光カットフィルタ２２ｂを通すことなく通常観察用撮像素子２１ａに入射させることができる。その結果、本実施形態の蛍光観察内視鏡システムは、蛍光観察時において、自家蛍光成分のみからなる映像信号に基づいた明確な蛍光観察画像をモニター１５上に表示することができるとともに、通常観察時において、被検体表面での反射光と同じ分光特性の光から形成される自然なカラーバランスの通常観察画像を、モニター１５上に表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態である蛍光観察内視鏡システムの外観図
【図２】蛍光観察内視鏡システムの内部構造を示すシステム構成図
【図３】励起光カットフィルター及びレーザーカットフィルターの透過特性を示すグラフ
【図４】回転反射鏡ホルダの断面図
【図５】先端構成部内の光学構成を示す光学構成図
【図６】従来の蛍光観察内視鏡システムの構成図
【符号の説明】
【００６７】
１０    蛍光観察内視鏡システム
１１    電子内視鏡
１２    光源プロセッサ装置
１５    モニター
１６    画像切換信号入力部
１８    第１レンズ群
１９    回転反射鏡
２０ａ  通常観察用第２レンズ群
２０ｂ  蛍光観察用第２レンズ群
２１ａ  通常観察用撮像素子
２１ｂ  蛍光観察用撮像素子
２２ｂ  励起光カットフィルタ
３９    回転反射鏡ホルダ
４２    ワイヤ
４３    ソレノイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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